摆脱DLL"地狱"的困扰之获取进程信息

摘要

　　本文讨论用各种不同的方法来获取系统中运行的进程信息，比如，进程列表，枚举列表中的进程，然后获取关于进程的详细信息。

　　如何获取运行进程列表

　　有三种方法来获取Win32运行进程的信息，参见表一：

　　（表一）

方法	平台	备注
PSAPI	Windows NT，Windows2000，Windows XP	获取进程，驱动器，模块，内存和工作集信息
性能计数器	Windows NT，Windows2000，Windows XP	提供除进程清单以外的关于进程的更多信息，可在远程机器上使用。
TOOLHELP32	Windows 9x，Windows2000，Windows XP	获取进程，线程，模块和堆信息

　　本文不打算讨论 TOOLHELP32，因为 MSDN 中提供了很多使用 TOOLHELP32 函数的例子代码。性能计数器提供的信息更多，不仅仅是进程清单。如果你想获取远程机器的信息，那么性能计数器是再好不过的工具了。如果你总是想得到另外一台机器的进程列表信息，那么就用性能计数器吧！

　　进程状态 API（PSAPI 全称是 Process Status API）是微软 SDK 中一个很有用的工具，在例子程序中有一个类 CProcessList，其实现文件 Process.cpp 对 PSAPI 进行了打包，用这个类可以获取进程清单。只要 Refresh 一被调用，通过某个进程的ID便可获得此进程的描述信息，并很容易用 GetFirst 和 GetNext 列举出其它进程：

   //用 CProcessList 列出运行进程 
   // 一个挨一个获取进程
   CProcess* pProcess = NULL;
   POSITION  Pos = 0;
   for (
         pProcess = ProcessList.GetFirst(Pos); 
         (pProcess != NULL); 
         pProcess = ProcessList.GetNext(Pos)
       )
   {
      if (pProcess != NULL)
      {
      // 对进程信息进行处理
      }
   }		

　　Refresh 的实现用到了 EnumProcesses 函数（在PSAPI中）：

//刷新进程列表 
void CProcessList::Refresh()
{
// 不要忘了重置和释放当前的进程列表
   DefaultReset();

// 存储当前进程列表
   DWORD aProcesses[MAX_PROCESS];
   DWORD cbNeeded = 0;

// 获取进程快照
   if (!g_PSAPI.EnumProcesses(aProcesses, sizeof(aProcesses), &cbNeeded))
      return;
    
// 计算返回了多少个进程IDs
   DWORD cProcesses = cbNeeded / sizeof(DWORD);

// 将CProcess 对象捆绑到每一个进程ID
   DWORD     dwProcessID;
   CProcess* pProcess;
   for (
         DWORD dwCurrentProcess = 0; 
         dwCurrentProcess < cProcesses; 
         dwCurrentProcess++
       )
   {
      dwProcessID = aProcesses[dwCurrentProcess];

   // 将进程信息添加到映射
      pProcess = new CProcess(TRUE);
      if (pProcess != NULL)
      {
      // 填写当前进程ID的进程信息--捆绑
         if (!pProcess->AttachProcess(aProcesses[dwCurrentProcess]))
            delete pProcess;
         else
         // 存到映射表中
            m_ProcessMap[(LPVOID)dwProcessID] = pProcess;
      }
   }

// 第二次循环需要知道此进程的子进程清单
   SetChildrenList();
}		

　　如果你至今还在支持 Windows 的 16 位代码，比如在任务管理器的 ntvdm.exe 项下列出的应用程序就属于此列，那么枚举进程更棘手。有关细节参见本文 参考资料中的知识库文章，以及 Matt Pietrek 的专栏文章：August 1998 和 September 1998。

　　如何获取进程信息

　　有了运行进程的列表，接下来就是根据 EnumProcesses 返回的进程IDs尽可能多的获取每一个进程的详细信息，然后根据这些信息建立有用的工具。用PROCESS_QUERY_INFORMATION | PROCESS_VM_READ作为参数，调用OpenProcess获取进程句柄，然后用AttachProcess（参见Process.cpp文件中的CProcess类实现）方法创建进程描述。表二中列出的是CProcess用于获取进程细节信息的函数：

　　（表二）

方法	描述
GetName	以NULL作为参数，调用 GetModuleBaseName ，最后去掉扩展名 “.EXE”
GetFileName	以NULL作为参数，调用 GetModuleFileNameEx
GetMainWindowHandle	参见GetMainWindowHandle
GetMainWindowTitle
GetParentProcessID	用ProcessBasicInformation作为参数调用NtQueryInformationProcess
GetKERNELHandleCount	用ProcessHandleCount作为参数调用NtQueryInformationProcess
GetUSERHandleCount	用GR_USEROBJECTS作为参数调用GetGuiResources
GetGDIHandleCount	用GR_GDIOBJECTS作为参数调用GetGuiResources
GetWorkingSet	调用GetProcessMemoryInfo
GetCmdLine	参见GetProcessCmdLine
GetOwner	参见GetProcessOwner的细节
GetSessionID	ProcessIdToSessionId （参见对快速用户转换的讨论部分——Windows XP的一个新特性）
GetModuleList	CModuleList是一个对EnumProcessModules 和GetModuleFileNameEx的打包类
GetChildrenCount 以及子进程清单	要获取某个进程的子进程列表，目前还没这样的API（即便有也未公开）可供使用。但是，因为某个进程的父进程是已知的，所以将某个进程加到其父进程的子进程列表中不难（参见SetChildrenList的实现）

　　这里有几个关于AttachProcess的细节问题需要解释一下。首先，为了避免与PSAPI或 NTDLL这样的操作系统特有的DLLs进行静态链接，编写一个类对我们需要的从这些DLLs中输出的函数进行打包是值的得--有关细节可以参考例子代码中的Wrappers.h和Wrappers.cpp文件。这样的话，你只需要定义一个CPSAPIWrapper对象并调用它的GetModuleFileNameEx方法即可，不用链接到PSAPI库。另外，你应该调用IsValid方法来检查这些DLLs在你运行系统中是可用的。如此一来你的代码便可以运行在任何Windows平台而不会产生诸如某某函数未定义之类的链接错误。注意在使用某个专门的特性之前，你应该检查一下Windows的版本或IsValid的返回结果（参见DllSpy例子代码中的DllSpyApp::InitInstance部分）。

　　注意PSAPI中的GetModuleFileNameEx函数返回的文件名很奇怪：如："/SystemRoot/ System32/ smss.exe"或者"/??/C:/WINNT/system32/winlogon.exe"等等。谁知道这是什么意思？在Helper.cpp中有一个函数TranslateFilename专门对此进行转换，将这些文件名转换成更容易理解的名字。稍候会我们还会谈到这个函数。

　　接下来我们讨论如何寻找某个进程的主窗口，EnumWindows有一个参数是回调函数，此回调函数的作用是接收顶层窗口句柄，在这个问调函数中，我们要调用GetWindowThreadProcessId来获取创建相应窗口的进程ID，如果找到这个窗口（可见的）便停止枚举（详情请参见GetMainWindow实现）。函数GetWindowText可以被用来获取某个不同进程的窗口标题。

　　在Windows NT 和Windows 2000里，为了获取与创建某个特定窗口的进程对应的文件名字，不能像以前那样用GetWindowModuleFileName函数，你会毫无所获，这个函数总是返回当前运行进程的路径名。

　　获取某个进程主窗口的详细过程描述可以参考Jeff Prosise在MSJ Aug99上的Wicked Code专栏文章。现在你已经知道了如何通过某个已知的进程ID，调用PSAPI函数来获取全路径名。然后利用这个路径名并调用GetWindowThreadProcessID函数获取创建某个特定窗口的进程文件名。

　　在AttachProcess中必须调用OpenProcess来获取大多数的进程信息，但是有可能出现拒绝访问的错误。如果出现这种情况，我用了一个Keith Brown给出的方法，参见他在MSJ Aug99中的"Security Briefs"专栏文章，其中详细讨论了如何用高级别权限获取进程句柄。细节请参见例子代码的Helpers.cpp文件，其中有一个函数名叫GetProcessHandleWithEnoughRights，就是出自Keith Brown之手。

　　当某个进程是作为另外一个用户账号计划任务而运行的时候，就会出现上述提到的拒绝访问问题。即便是Windows任务管理器都无法终止这样的进程，它只显示一个象下面这样的对话框。如图九：



图九 无法终止的进程

　　如果你在ProcessSpy例子程序里的某个进程上双击鼠标按键，它将终止这个进程。你看一下在例子代码中的SlayProcess函数就会知道。此辅助函数调用了GetProcessHandleWithEnoughRights来获取进程句柄，但访问权限参数是PROCESS_TERMINATE，而不是在AttachProcess里所用的PROCESS_QUERY_INFORMATION | PROCESS_VM_READ。

　　最后是用GetProcessOwner获取进程运行的用户账号（格式为//Domain/User），通过用TokenUser作为参数调用GetTokenInformation，然后用LookupAccountSid将返回的用户SID转换为人可读的域名和用户名。有时OpenProcessToken会因为遇到象System这样的进程而调用失败，甚至是Windows 2000 资源开发包中的PULIST.EXE遇到这种情况都无法显示出拥有进程的用户。只有ProcessExplorer（Sysinterals公司开发的一个工具软件）能成功找到此"安全的"应用的所有者。本文稍后会讨论Windows XP中如何用WTS APIs（也就是Windows Terminal Services API--Windows终端服务API）来获取进程的宿主。